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Alcaligenes latus에 의한 PHB의 생합성에 관한 연구

Study on the Biosynthesis of PHB with Alcaligenes latus

조근도 윤정열 오준택 김우식

Cho GD Yoon JY Oh JT Kim WS

HWAHAK KONGHAK, June 1997, 35(3), 412-418(7), NONE

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Abstract

본 논문은 Alcaligenes latus DSM 1123 균주의 최적 증식조건 및 PHB 생합성을 위한 효과적인 배양방법에 관한 연구이다. 최적 균증식 조건에 대한 실험은 진탕배양기를 이용하였으며, 얻어진 최적 조건 하에서 2.5 L 용량의 호기성 배양장치를 사용하여 회분식 배양과 pH 조절 용액을 달리한 유가식 배양을 행하였다. 배양에 있어 탄소원 및 질소원은 각각 저가의 탄소원인 sucrose 및 (NH₄)₂SO₄를 사용한 경우가 가장 효율적이었다. 최적의 C/N비는 탄소원 및 질소원 농도에 비례하여 증가하였으며, sucrose 농도 30 g/L일 경우 C/N비 30에서 최대의 비증식속도를 보였다. Yeast extract 0.5 g/L와 polypeptone 1.0 g/L를 배지 중에 첨가한 결과 지연시간의 감소 및 2배 이상의 비증식 속도 향상을 보였다. 또 A. latus는 A. eutrophus와 달리 균증식기에도 PHB를 합성하였다. 초기에는 NH₄OH 용액을, 균증식기 중반부터는 NaOH 용액을 이용하여 2단 유가식 배양을 하였을 경우가 NH₄OH 용액과 NaOH 용액을 각각 이용하여 pH를 조절한 경우에 비하여 비증식속도와 균체량 및 PHB 축적량이 증가하였으며, 이때의 최종 균체량, PHB 합성량 및 최종 균체량에 대한 PHB 축적률은 각각 17.6 g/L, 8.04 g/L 및 46%이었다.

Culture conditions for the optimum growth and biosynthesis of PHB in Alcaligenes latus DSM 1123 were investigated. Optimum carbon and nitrogen sources and their concentrations for growth were determined, and batch and fed-batch fermentations were performed in a 2.5 L jar type aerobic fermenter with various pH control solutions. Sucrose and (NH₄)₂SO₄ were found to be the most effective carbon and nitrogen sources for the growth of A. latus, respectively. Optimum C/N ratio was found to be varied with the concentrations of carbon and nitrogen sources. The maximum specific growth rate was obtained at the sucrose concentration of 30 g/L and C/N ratio of 30. The specific growth rate increased more than two times and lag time was reduced when yeast extract and polypeptone were added. PHB could be synthesized in the logarithmic growth phase. By using NH₄OH and NaOH solutions in the first and second stage as pH control solution, significant increases in the specific growth rate, biomass and PHB concentrations were observed. Under the optimal conditions, the maximum biomass and PHB accumulation yield(Y_p/x) attained after 40 hours were 17.6 g/L and 46%, respectively.

Keywords

Alcaligenes latus PHB Biodegradability pH Control Solution

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